第6章 第3节 第1课时 种群基因组成的变化(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（人教版2019 单选）
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时 种群基因组成的变化
学习目标 | 1.通过理解关键词的方法、把握种群、种群基因库、基因频率等核心概念的内涵和外延 | 生命观念 |
2.采用模型与建模的方法，理解种群基因频率的变化，运用数学方法讨论种群基因频率的变化 | 科学思维 | |
3.基于事实证据和实例分析，阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 | 科学探究 | |
4.通过种群基因频率的变化，认同细菌耐药性产生与抗生素的使用有关 | 社会责任 |
一、种群和种群基因库
1．种群
(1)概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。
(2)特点
①种群中的个体并不是机械地集合在一起。
②一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
③种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
2．种群基因库和基因频率
(1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。
(2)基因频率
①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
②计算公式：某基因的基因频率＝
×100%。
二、种群基因频率的变化和自然选择对种群基因频率变化的影响
1．种群基因频率的变化
(1)可遗传变异的来源Error!
(2)可遗传变异的形成、特点和作用
①形成：基因突变产生新的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型。
②特点：随机的、不定向的，只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
(3)突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。
学科网（北京）股份有限公司
2．自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)原因：在自然选择的作用下，具有不利变异的个体，留下后代的机会少，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代。
(2)实质：定向改变种群的基因频率。
(3)选择的对象
①个体水平：生物的表现性状。
②实质：控制性状的基因。
(4)选择的结果
①生物性状上：朝着有利变异的方向不断进化。
②基因上：种群基因频率会发生定向改变。
三、探究抗生素对细菌的选择作用
1．原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
2．目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。
3．方法步骤
(1)用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④。
(2)取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器均匀地涂抹在培养基平板上。
(3)用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
(4)将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。
(5)观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈？如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。
(6)从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤(2)～(5)。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。
4．结果：在培养基上有(填“有”或“无”)细菌生长，在放有抗生素纸片的区域无(填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小。
5．结论：抗生素对细菌具有定向选择作用。
从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。请对以下相关叙述进行判断：
(1)基因频率的变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境影响。(×)
学科网（北京）股份有限公司
(2)生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。(√)
探究点一 种群和种群基因库
1．从遗传学上看，金鱼都是鲫鱼的“变种”。生活在同一个池塘中不同类型的金鱼可以杂交， 产生表型差异较大的各种金鱼。
(1)生活在同一个池塘中的全部金鱼构成了一个种群。为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？
提示：种群中的个体并不是机械地集合在一起。一个种群其实就是一个繁殖单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
(2)这个种群中的金鱼所含有的基因相同吗？该种群的全部个体所含有的全部基因叫作什么？
提示：不完全相同；这个种群的基因库。
2．某桦尺蛾种群中，黑色体色的基因为S，浅色体色的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体数分别为10、20、70个。假设该桦尺蛾种群非常大；所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；没有迁入和迁出；不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的；基因S和s都不产生突变。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：
(1)该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代基因型频率是多少？
提示：S配子占20%，s配子占80%。子一代基因型频率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。
(2)子一代种群的基因频率各是多少？
提示：子一代种群的基因频率S占20%，s占80%。
(3)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？请完成下表。
亲代基因型的比值 | SS(10%) | Ss(20%) | ss(70%) | |
配子的比值 | S(10%) | S(10%) | s(10%) | s(70%) |
子一代基因型频率 | SS(4%) | Ss(32%) | ss(64%) | |
子一代基因频率 | S(20%) | s(80%) | ||
子二代基因型频率 | SS(4%) | Ss(32%) | ss(64%) | |
子二代基因频率 | S(20%) | s(80%) | ||
提示：子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。
有关基因频率计算题的解法
学科网（北京）股份有限公司